徐寧偉,王京鵬,陳 強,武 禹,徐興友,路丙社*
(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林與旅游學(xué)院,河北 保定 071000;2.溫州城市大學(xué),浙江 溫州 325000;3.唐山學(xué)院,河北 唐山 063000;4.河北科技師范學(xué)院,河北 秦皇島 066600)
葉底珠(Securinega suffruticosa[Pall.] Rehd.)又名一葉萩,系大戟科(Euphorbiaceae)一葉萩屬(SecurinegaJuss.)落葉灌木[1],廣泛分布于我國西南、華南地區(qū),在重慶、四川、貴州、云南、廣東、廣西等地均有發(fā)現(xiàn)[2-7]。葉底珠具有耐寒、耐旱、抗瘠薄等優(yōu)點,適應(yīng)能力較強,可生長在干旱瘠薄的坡地,是維持干旱地區(qū)生態(tài)平衡的重要植被之一。葉底珠枝葉繁茂,花果密集,具有一定的觀賞價值,同時生長迅速,繁殖能力強,可作為荒山綠化和植物造景樹種,園林應(yīng)用前景廣泛。葉底珠也是傳統(tǒng)的中藥材,其嫩枝葉及根部入藥,對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有興奮作用,可治面部神經(jīng)麻痹、小兒麻痹后遺癥、神經(jīng)衰弱、嗜睡癥等;根皮煮水,外洗可治牛、馬虱子為害。
葉底珠主要通過播種繁殖,具有繁殖率高、簡便易行等優(yōu)點,此外也可采用分株、組培、嫩枝扦插等方法[8-10];不同溫度和浸種時間對葉底珠的發(fā)芽均存在影響,有研究表明,25℃下浸種1 d 有利于葉底珠種子的萌發(fā)[11],在葉底珠綠化苗木培育過程中,選地整地、播種育苗、換床苗木規(guī)格、栽植方法、撫育管理、病蟲害防治等措施都具有一定的技術(shù)要點[12]。本研究在前人研究基礎(chǔ)上,探究不同浸種時間對不同貯藏年份葉底珠種子發(fā)芽的影響,以期為葉底珠種質(zhì)資源的開發(fā)和園林苗木的培育提供理論依據(jù)。
試驗于2021 年1 月開始進(jìn)行,供試材料為2018、2019、2020 年收獲的葉底珠種子,采自河北科技師范學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院試驗站樹齡10 年的同一棵葉底珠植株。收獲果實后在通風(fēng)干燥處自然開裂,收集種子于尼龍網(wǎng)袋中,室溫室內(nèi)開放保存,無任何溫濕度控制。
1.2.1 種子形態(tài)測定
選取50 粒成熟飽滿的種子,用游標(biāo)卡尺測量種子的長、寬、厚,精確到0.01 mm,3 次重復(fù),計算變異系數(shù)。
1.2.2 種子千粒重和含水率
采用百粒重法,隨機(jī)選取100 粒葉底珠種子,用精度為0.0001 g 的電子天平測量其質(zhì)量,重復(fù)8次,換算成千粒質(zhì)量。將8 組各100 粒種子置于烘箱,在105℃下烘24 h 稱干重,計算種子含水率。
1.2.3 不同浸種時間種子發(fā)芽指標(biāo)測定
(1)預(yù)試驗
為確定浸種時間處理,于2021 年1 月1 日,選取2020、2019、2018 年成熟飽滿的葉底珠種子各50 粒分別放入100 mL 燒杯中,倒入30 mL 自來水,室內(nèi)自然浸種,3 次重復(fù)。室內(nèi)日均溫度20℃,每天上午換水1 次。觀察葉底珠種子發(fā)芽狀況。
(2)發(fā)芽試驗
根據(jù)預(yù)試驗,2020 年的葉底珠種子在浸種11 d 時開始發(fā)芽,此時2019 年、2018 年的種子均未發(fā)芽,發(fā)芽試驗設(shè)定浸種10、9、8、7、6、5、4、3、2、1 d 和不浸種(0 d)共11 個處理,1 月24 日進(jìn)行皿播,每皿30 粒種子,各3 次重復(fù),置于25℃培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)。1 月25 日開始陸續(xù)發(fā)芽,每2 h 觀察統(tǒng)計發(fā)芽數(shù),以2020 年葉底珠種子出現(xiàn)連續(xù)3 d發(fā)芽數(shù)不變的時間節(jié)點為發(fā)芽截止時間,確定發(fā)芽生長天數(shù)為發(fā)芽開始后的6 個整天。統(tǒng)計發(fā)芽個數(shù),測量胚根長度,計算發(fā)芽率、平均發(fā)芽時間、發(fā)芽指數(shù)。
發(fā)芽率=發(fā)芽種子個數(shù)/供試種子總數(shù)×100%
平均發(fā)芽時間=∑(Gt×Dt)/∑Gt
式中:Gt 代表第t 小時發(fā)芽的種子數(shù),Dt 代表自播種后的第幾小時。下同。
發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt
采用Excel 和DPS 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。
3 個年份采收的葉底珠種子描述性統(tǒng)計量見表1,各年份葉底珠種子的形態(tài)指標(biāo)均值、極大值和極小值都非常接近,長、寬、厚均無顯著差異。
表1 不同年份葉底珠種子的形態(tài)指標(biāo)
常溫保存下不同年份葉底珠種子的千粒重和含水率見表2。千粒重在2.80~3.49 g,由大到小順序為2020 年、2019 年、2018 年,2018 年、2019 年、2020 年的種子千粒重差異極顯著;烘干千粒重在2.63~3.21 g,大小順序與千粒重排序相同,2018年種子的烘干千粒重與2019 年、2020 年差異極顯著,2019 年與2020 年差異顯著;含水率在5.74%~8.70%,由大到小順序為2020 年、2019 年、2018 年,2018 年種子含水率與2019 年、2020 年差異極顯著,2019 年與2020 年無顯著差異。
表2 不同年份葉底珠種子的千粒重和含水率
2.3.1 發(fā)芽進(jìn)程
不同浸種時間直接影響著葉底珠種子發(fā)芽起始與結(jié)束進(jìn)程(表3)。同一年份各處理及不同年份相同處理間葉底珠種子的發(fā)芽起始時間不盡相同,浸種10 d 的葉底珠種子發(fā)芽最早,2020 年、2019 年、2018 年葉底珠種子從皿播到發(fā)芽的發(fā)芽起始時長分別是20、23、68 h;浸種1 d 和未浸種的葉底珠種子發(fā)芽最晚,2020 年、2019 年、2018 年的葉底珠種子從皿播到發(fā)芽的發(fā)芽起始時長分別是70、93、142 h,分別比浸種10 d 的葉底珠種子延遲發(fā)芽50、70、74 h。
表3 不同浸種時間下不同年份葉底珠種子的發(fā)芽起始與結(jié)束進(jìn)程
比較不同浸種時間下不同年份葉底珠種子在發(fā)芽第7 d 的發(fā)芽率(表4),2020 年當(dāng)年、貯存2年的2018 年葉底珠種子的浸種時間對發(fā)芽率無顯著差異,貯存1 年的2019 年葉底珠種子的浸種時間對發(fā)芽率則出現(xiàn)不顯著、顯著兩種無規(guī)律的變化;相同浸種時間、不同貯存年份的葉底珠種子的發(fā)芽率由大到小順序均為2020 年、2019 年、2018 年,不同年份葉底珠種子的平均發(fā)芽率差異極顯著。
表4 不同浸種時間下葉底珠種子發(fā)芽第7天的發(fā)芽率%
2.3.2 活力指標(biāo)
發(fā)芽時間總體上隨著浸種時間的增加而縮短。浸種10 d 與未浸種相比,2020 年當(dāng)年種子的發(fā)芽時間減少了84.27 h,貯存1 年的2019 年與貯存2 年的2018 年種子則分別減少了100.59、78.82 h;2020 年種子浸種1 d 與2 d、3 d 與4 d、7~10 d的平均發(fā)芽時間無顯著差異,其余之間差異極顯著;2019 年種子浸種1 d 與2 d、4 d 與5 d、6 d 與7 d、7 d 與8 d 之間無顯著差異或差異不顯著,其余之間差異極顯著;2018 年種子浸種0~5 d、7~9 d、9 d 與10 d 之間無顯著差異或差異不顯著,其余之間差異極顯著;相同浸種時間、不同貯存年份的葉底珠種子的發(fā)芽時間由少到多順序均為2020 年、2019 年、2018 年,不同年份葉底珠種子的平均發(fā)芽時間差異極顯著(表5)。
發(fā)芽指數(shù)總體上隨浸種時間的增加而增加。浸種10 d 與未浸種相比,2020 年當(dāng)年種子的發(fā)芽指數(shù)增加了9.01,貯存1 年的2019 年與貯存2 年的2018 年種子則分別增加了4.37,0.29;2020 年種子浸種1~4 d、5 d 與6 d、7~9 d、7 d 與9~10 d的發(fā)芽指數(shù)無顯著差異或差異不顯著,其余之間差異顯著或極顯著;2019 年種子浸種0~5 d、2~3 d 與5~6 d、6~8 d、7~9 d 無顯著差異或差異不顯著,其余之間差異顯著或極顯著;2018 年種子浸種0~8 d、7~9 d、9 d 與10 d 之間無顯著差異或差異不顯著,其余之間差異顯著或極顯著;相同浸種時間、不同貯存年份的葉底珠種子的發(fā)芽指數(shù)由大到小順序均為2020 年、2019 年、2018年,不同年份葉底珠種子的平均發(fā)芽指數(shù)差異極顯著(表5)。
表5 不同浸種時間下葉底珠種子的平均發(fā)芽時間與發(fā)芽指數(shù)
2.3.3 胚根生長
浸種時間對葉底珠種子的胚根生長影響不大。2020 年當(dāng)年種子浸種時間對胚根長度出現(xiàn)不顯著、顯著和極顯著三種無規(guī)律的變化;貯存1年的2019 年種子、貯存2 年的2018 年種子除個別之間差異顯著外,浸種時間對胚根生長的影響均無顯著差異或差異不顯著。不同年份葉底珠種子的平均胚根長度由長到短排序為2020 年、2019年、2018 年,2020 年與2019 年種子的平均胚根長無顯著差異,它們與2018 年差異顯著或極顯著(表6)。
表6 不同浸種時間下葉底珠種子的胚根長度 cm
本研究探究了不同浸種時間對不同貯藏年份葉底珠種子發(fā)芽的影響,結(jié)果表明,貯藏年份對葉底珠種子的形態(tài)影響不大,種子千粒重和含水率則隨貯藏時間的增加而降低。可以推測,葉底珠種子形態(tài)與種子活力無相關(guān)性,與貯藏時間相關(guān)的千粒重和含水率則會影響葉底珠種子的活力。
種子萌發(fā)的啟動時間、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)是衡量種子萌發(fā)能力和活力水平的重要指標(biāo)[13-15]。在種子萌發(fā)過程中,充足的水分是必不可少的條件,浸種可使種子吸水膨脹,酶活化進(jìn)行反應(yīng),促進(jìn)貯藏物質(zhì)水解,為種子發(fā)芽創(chuàng)造條件,適當(dāng)時間的浸種處理可提高種子的活力、促進(jìn)種子的萌發(fā)[16-18]。本研究證實,浸種加快了葉底珠種子的發(fā)芽,發(fā)芽起始時間隨著浸種時間的增加而減少,浸種10 d 的葉底珠種子發(fā)芽最早,浸種1 d 和未浸種的葉底珠種子發(fā)芽最晚;貯藏時間延長致種子發(fā)芽起始時間延長,2020 年的葉底珠種子發(fā)芽最早,2018 年的葉底珠種子發(fā)芽最晚。
發(fā)芽率反映群體種子形成幼苗的潛勢,是衡量種子質(zhì)量好壞的重要指標(biāo),發(fā)芽率高種子的出苗率高;發(fā)芽指數(shù)則反映了種子的活力,發(fā)芽指數(shù)越高,種子活力越強,其發(fā)芽時間越短[13-18]。不同浸種時間下的3 個年份的葉底珠種子的發(fā)芽率由大到小排序為2020 年、2019 年、2018 年,葉底珠種子的發(fā)芽率隨著貯藏時間的增加極顯著降低,但浸種時間對同一年份葉底珠種子的發(fā)芽率影響不大。發(fā)芽指數(shù)總體隨浸種時間的增加而增加,浸種時間越長,發(fā)芽指數(shù)越大,發(fā)芽時間越短.隨著貯藏時間的增加,葉底珠種子的發(fā)芽指數(shù)減少,可見葉底珠種子的活力是隨貯藏年份的增加而降低的,這與帕提曼·阿布都熱合曼、何文佳等研究結(jié)果一致[19-20]。浸種時間對葉底珠種子的胚根長度影響不大,隨著貯存時間的延長,胚根長度呈現(xiàn)減小的趨勢。
值得一提的是,在不同浸種時間下本研究當(dāng)年采集的葉底珠種子的發(fā)芽率無顯著變化,發(fā)芽指數(shù)隨浸種時間的增加而增加,與常勝輝等研究結(jié)果不同[11]。葉底珠資源分布較廣,遺傳和環(huán)境的作用都會導(dǎo)致不同種源葉底珠的生長特性差異,可進(jìn)一步結(jié)合生理、分子等水平的研究,探究不同種源葉底珠種子的發(fā)芽特性,篩選優(yōu)良的葉底珠種質(zhì)資源。